JP7145061B2 - Jig for measuring stationary body dimensions of rotating equipment and method for measuring stationary body dimensions of rotating equipment - Google Patents
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Description
本発明の実施の形態は、回転機器の静止体寸法測定用治具および回転機器の静止体寸法測定方法に関する。 The embodiments of the present invention relate to a jig for measuring the dimensions of a stationary body of a rotating machine and a method for measuring the dimensions of a stationary body of a rotating machine.
蒸気タービンもしくはガスタービンなどの軸流タービンまたはコンプレッサなどの回転機器(ターボ機械)は、ロータと、そのロータの周囲に設けられたケーシングと、を備えている。ロータの外周面には動翼が設けられており、ロータと共に回転体を構成している。ケーシングの内周面には静翼が設けられており、ケーシングと共に静止体を構成している。 A rotating machine (turbomachine) such as an axial flow turbine such as a steam turbine or a gas turbine or a compressor includes a rotor and a casing provided around the rotor. Moving blades are provided on the outer peripheral surface of the rotor, and form a rotating body together with the rotor. A stationary blade is provided on the inner peripheral surface of the casing, and constitutes a stationary body together with the casing.
静止体と回転体との間には、半径方向に間隙が設けられている。この間隙には、シール装置が設けられている。シール装置は、静止体の内面に設けられた、回転体の外周面に向かって突出したシールフィンを有している。このシールフィンの先端と回転体との間には、接触を防止するとともに通過する作動流体の流量を低減するために、微小間隙が設けられている。 A gap is provided in the radial direction between the stationary body and the rotating body. A sealing device is provided in this gap. The sealing device has seal fins provided on the inner surface of the stationary body and protruding toward the outer peripheral surface of the rotating body. A minute gap is provided between the tip of the seal fin and the rotor to prevent contact and reduce the flow rate of the working fluid passing therethrough.
このシールフィンの先端と回転体との間の微小間隙の寸法(間隙寸法)は、回転機器の運転中に、回転体の酸化スケールなどにより、経時的に変化し得る。このため、回転機器の点検時に、この間隙寸法が見積もられ、当該間隙寸法が規定の範囲内にあるか否かが確認される。この間隙寸法は、静止体のシールフィンの内径などの内側寸法から見積もることができる。この静止体のシールフィンの内側寸法は、インサイドマイクロメータにより測定することができる。 The dimension of the minute gap (gap dimension) between the tip of the seal fin and the rotating body can change over time due to oxidation scale of the rotating body during operation of the rotating equipment. Therefore, when inspecting the rotating equipment, the size of this gap is estimated, and it is confirmed whether or not the size of the gap is within a specified range. This gap dimension can be estimated from the inner dimension, such as the inner diameter of the seal fins of the stationary body. The inner dimension of the seal fins of this stationary body can be measured with an inside micrometer.
インサイドマイクロメータは、円柱状に形成されたロッドを有しており、両端に半球状に形成された端部を有する測定子が設けられている。シールフィンの内側寸法測定時には、例えば、インサイドマイクロメータの一方の測定子端部を、径方向一側においてシールフィンの先端と当接させ、他方の測定子端部を、径方向他側においてシールフィンの先端と当接させる。このようにして、シールフィンの先端の内側寸法を測定することができる。 The inside micrometer has a rod formed in a cylindrical shape, and is provided with probes having hemispherical ends at both ends. When measuring the inner dimension of the seal fin, for example, one probe end of the inside micrometer is brought into contact with the tip of the seal fin on one side in the radial direction, and the other probe end is sealed on the other side in the radial direction. Make contact with the tip of the fin. In this way, the inner dimension of the tip of the sealing fin can be measured.
ここで、インサイドマイクロメータの測定子端部は半球状に形成されているため、シールフィンの内側寸法測定時に、測定子端部がシールフィンの先端からずれて、測定誤差が生じるおそれがある。そこで、インサイドマイクロメータの測定子に、スリット状の切り込みを形成する技術が知られている。この測定子の切り込みにシールフィンの先端を挿入することで、測定子がシールフィンの先端からずれることを防止することができ、シールフィンの内側寸法測定時の測定誤差を低減することができる。 Here, since the probe end of the inside micrometer is formed in a hemispherical shape, the probe end may be displaced from the tip of the seal fin when measuring the inner dimension of the seal fin, resulting in a measurement error. Therefore, there is known a technique of forming a slit-like notch in the stylus of the inside micrometer. By inserting the tip of the seal fin into the notch of the probe, it is possible to prevent the probe from deviating from the tip of the seal fin, thereby reducing measurement errors when measuring the inner dimension of the seal fin.
しかしながら、インサイドマイクロメータの測定子に上述したような切り込みを形成した場合、そのインサイドマイクロメータはシールフィンの内側寸法を測定するための専用の測定装置になってしまう。この場合、このインサイドマイクロメータを、シールフィンの内側寸法測定以外の用途で使用することが困難になるおそれがある。また、異なる端部形状を有する測定子が必要になった場合や、測定子が損傷した場合、経年使用により測定子の端部形状が変化した場合などには、新たなインサイドマイクロメータを用意する必要がある。 However, if the probe of the inside micrometer is formed with such a notch as described above, the inside micrometer becomes a dedicated measuring device for measuring the inner dimension of the seal fin. In this case, it may become difficult to use this inside micrometer for purposes other than measuring the inner dimension of the seal fin. Also, prepare a new inside micrometer when a contact point with a different end shape is required, when the contact point is damaged, or when the end shape of the contact point changes due to long-term use. There is a need.
本発明が解決しようとする課題は、シールフィンの内側寸法測定時の測定誤差を低減することができる回転機器の静止体寸法測定用治具および回転機器の静止体寸法測定方法を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a jig for measuring the dimensions of a stationary body of a rotating machine and a method for measuring the dimensions of a stationary body of a rotating machine that can reduce measurement errors when measuring the inner dimensions of a seal fin. be.
実施の形態による回転機器の静止体寸法測定用治具は、回転体と、回転体の周囲に設けられ、内面に設けられたシールフィンを有する静止体と、を備えた回転機器のシールフィンの内側寸法を測定するためにインサイドマイクロメータの測定子に取り付けられる。回転機器の静止体寸法測定用治具は、シールフィンの先端と当接する当接部と、第1方向において当接部の両側に設けられ、シールフィンに対する第1方向への移動を規制する一対の規制部と、を有する測定部と、測定部をインサイドマイクロメータの測定子に着脱可能に固定する固定部と、を備えている。 A jig for measuring the dimensions of a stationary body of a rotating device according to an embodiment is a seal fin of a rotating device comprising a rotating body, and a stationary body provided around the rotating body and having seal fins provided on the inner surface thereof. Attached to the stylus of an inside micrometer to measure inside dimensions. A jig for measuring the dimensions of a stationary body of a rotating device includes a contact portion that contacts a tip of a seal fin, and a pair of contact portions provided on both sides of the contact portion in a first direction for restricting movement of the seal fin in the first direction. and a fixing part for detachably fixing the measuring part to the stylus of the inside micrometer.
また、実施の形態による回転機器の静止体寸法測定方法は、回転体と、回転体の周囲に設けられ、内面に設けられたシールフィンを有する静止体と、を備えた回転機器のシールフィンの内側寸法を測定する。回転機器の静止体寸法測定方法は、インサイドマイクロメータと、インサイドマイクロメータの一端に設けられた測定部であって、シールフィンの先端と当接する平坦な当接面を含む当接部と、第1方向において当接部の両側に設けられ、シールフィンに対する第1方向への移動を規制する一対の規制部と、を有する測定部と、を備えた測定装置を準備する準備工程を備えている。また、回転機器の静止体寸法測定方法は、測定装置によりシールフィンの内側寸法を測定する測定工程と、第1方向で見たときの当接面の中点とシールフィンの先端との間の間隙寸法であって、当接面に沿う第2方向に直交する第3方向における間隙寸法を算出する算出工程と、測定工程で測定された内側寸法の測定値に、間隙寸法を加算して、測定値を補正する補正工程と、を備えている。 In addition, a method for measuring the dimensions of a stationary body of a rotating device according to an embodiment provides a seal fin for a rotating device including a rotating body and a stationary body provided around the rotating body and having seal fins provided on the inner surface. Measure inside dimensions. A method for measuring the dimensions of a stationary body of a rotating device includes an inside micrometer, a measuring portion provided at one end of the inside micrometer, the contact portion including a flat contact surface that contacts the tip of a seal fin, and a second measuring portion. a pair of restricting portions provided on both sides of the contact portion in one direction and restricting movement in the first direction with respect to the seal fin; . In addition, the method for measuring the dimensions of a stationary body of a rotating device includes a measuring step of measuring the inner dimension of the seal fin with a measuring device, and a distance between the middle point of the contact surface and the tip of the seal fin when viewed in the first direction. A calculation step of calculating a gap size in a third direction perpendicular to the second direction along the contact surface; and a correction step of correcting the measured value.
本発明によれば、シールフィンの内側寸法測定時の測定誤差を低減することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the measurement error at the time of inner dimension measurement of a seal fin can be reduced.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態による測定用治具および測定装置について説明する。 Hereinafter, a measuring jig and a measuring apparatus according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
まず、図1を参照して、本実施の形態における回転機器について説明する。本実施の形態における回転機器の具体例としては、蒸気タービンやガスタービンなどの軸流タービン、およびコンプレッサなどが挙げられる。本実施の形態では、一例として蒸気タービンを例にとって以下説明する。 First, referring to FIG. 1, a rotating device according to the present embodiment will be described. Specific examples of rotating equipment in the present embodiment include axial flow turbines such as steam turbines and gas turbines, compressors, and the like. In this embodiment, a steam turbine will be described below as an example.
図1に示すように、蒸気タービン1は、ロータ2と、ロータ2の周囲に設けられたケーシング3と、を備えている。ロータ2は、ケーシング3に対して軸方向Lに延びる回転軸線を中心に回転可能に構成されている。
As shown in FIG. 1 , the
ロータ2には、複数の動翼翼列4が設けられている。ロータ2と動翼翼列4は、回転体18として構成されている。一方、ケーシング3には、複数の静翼翼列5が設けられている。ケーシング3と静翼翼列5は、静止体17として構成されている。静翼翼列5と動翼翼列4は、軸方向Lに交互に配置されている。
The
静翼翼列5は、ケーシング3に支持された静翼外輪7と、静翼外輪7よりも半径方向内側に設けられた静翼内輪8と、静翼外輪7と静翼内輪8との間で周方向に配列された複数の静翼9と、を有している。静翼内輪8は、その内周面がロータ2の外周面と対向するように配置されている。一方、動翼翼列4は、周方向に配列された複数の動翼10を有している。動翼10は、その外周面が静翼外輪7の内周面と対向するように配置されている。
The
ケーシング3に供給された作動流体は、静翼翼列5と動翼翼列4とを通過し、動翼10に対して仕事を行う。このことにより、作動流体の持つ流体エネルギが、ロータ2を回転駆動させる回転エネルギに変換される。ロータ2は、発電機(不図示)に連結されており、回転エネルギ(または回転トルク)を発電機に伝達することができるようになっている。発電機は、その回転エネルギによって発電を行うように構成されている。
The working fluid supplied to the
回転体18と静止体17との間には、間隙が設けられている。この間隙には、シール装置12が設けられている。図1に示す例では、ロータ2の外周面と静翼内輪8の内周面との間、および動翼10の外周面と静翼外輪7の内周面との間に、それぞれシール装置12が設けられている。
A gap is provided between the rotating
シール装置12は、静翼内輪8や静翼外輪7などの静止体17に保持されたシールセグメント14と、シールセグメント14の内周面に設けられた複数のシールフィン15と、を有している。シールフィン15は、周方向に延びており、軸方向Lに複数並んで配置されている。シールフィン15は、シールセグメント14から突出しており、シールセグメント14の内周面から、ロータ2または動翼10などの回転体18に向かって先細状に形成されている。シールフィン15の先端15aと回転体18との間には、微小間隙が設けられている。
The
このように、回転体18と静止体17との間の微小間隙によって、蒸気タービン1の運転中に回転体18と静止体17とが接触することを防止しつつ、回転体18と静止体17との間を通過する作動流体の流量を低減し、蒸気タービン1の効率を向上させている。
In this way, the small gap between the
ところで、このシールフィン15の先端15aと回転体18との間の微小間隙の寸法(間隙寸法)は、蒸気タービン1の運転中に、回転体18の酸化スケールなどにより、経時的に変化し得る。このため、蒸気タービン1の点検時に、この間隙寸法が見積もられ、当該間隙寸法が規定の範囲内にあるか否かが確認される。この間隙寸法は、後述する見積方法により、静止体17のシールフィン15の内側寸法(例えば、内径や半径)から見積もることができる。この間隙寸法を見積もるために、次に説明する測定装置を用いてシールフィン15の内側寸法が測定される。
By the way, the dimension of the minute gap (gap dimension) between the
図2~図5を参照して、本実施の形態による、シールフィンの内側寸法を測定するための回転機器の静止体寸法測定装置(以下、単に測定装置と記す)について説明する。 With reference to FIGS. 2 to 5, a stationary body dimension measuring device (hereinafter simply referred to as measuring device) for rotating equipment for measuring the inner dimension of a seal fin according to the present embodiment will be described.
図2に示すように、本実施の形態による測定装置20は、インサイドマイクロメータ30と、測定用治具40(回転機器の静止体寸法測定用治具)と、を備えている。
As shown in FIG. 2, the measuring
まず、インサイドマイクロメータ30について説明する。図2に示すように、インサイドマイクロメータ30は、測定ヘッド31と、ロッド32と、を有している。ロッド32の一方の端部に、測定ヘッド31が着脱可能に取り付けられている。
First, the
ロッド32は、円柱状に形成されており、ロッド32の軸方向であるX方向(第3方向)に延びている。インサイドマイクロメータ30には、長さが異なる複数のロッド32が用意されている。測定ヘッド31には、測定対象物の測定範囲に応じて、これら複数のロッド32のうちいずれか1つのロッド32が着脱可能に取り付けられる。また長さが異なる複数のロッド32を、測定ヘッド31に直列に取り付けることも可能になっている。このようにロッド32の選定によって、測定装置20の長さを大まかに調整することが可能になっている。
The
測定ヘッド31は、円筒状のスリーブ31aと、シンブル31bと、を有している。スリーブ31aの内部には、不図示の送りねじが設けられている。シンブル31bの内部には、当該送りねじに螺合する不図示のナットが設けられている。シンブル31bを回転させることで、スリーブ31aに対してシンブル31bをX方向に直線移動させることができる。これにより、X方向において測定ヘッド31の長さを変更することができ、測定装置20の長さを微調整することができる。不図示のクランプねじを回転させると、シンブル31bをスリーブ31aに対して固定することができる。スリーブ31aには、第1目盛が表示されている。この第1目盛と、シンブル31bの端面に位置する第2目盛とを読み取ることで、例えば0.01mm単位で、測定対象距離を得ることができる。なお、測定ヘッド31にデジタル表示部が設けられている場合もあり、この場合には、測定対象距離は、デジタル表示部に表示される。
The measuring
ロッド32の一方の端部(測定ヘッド31とは反対側の端部)に、測定子33が設けられている。図2に示すように、測定子33は、半球状に形成された測定子端部36を含んでいる。また、測定ヘッド31の他方の端部(ロッド32とは反対側の端部)に、測定子34が設けられている。図3および図4に示すように、測定子34は、半球状に形成された測定子端部37を含んでいる。また、図3および図4に示すように、測定子34の測定子端部37の側の外周面には、雄ねじ部35が形成されている。雄ねじ部35は、ロッド32の雌ねじ部と螺合し、ロッド32を取り付けることができるようになっているが、ここでは、後述する測定用治具40の固定部50の第1の雌ねじ部52と螺合し、測定用治具40が取り付けられている。
A
次に、測定用治具40について説明する。図3~図5に示すように、測定用治具40は、測定部41と、測定部41をインサイドマイクロメータ30の測定子34に着脱可能に固定する固定部50と、を有している。
Next, the measuring
測定部41は、インサイドマイクロメータ30の側(固定部50の側)に設けられた、円柱状に形成された胴体部42と、胴体部42からインサイドマイクロメータ30の側とは反対側(測定対象物であるシールフィン15の側)に突出した、円柱状に形成された当接部43と、を有している。
The
胴体部42のインサイドマイクロメータ30の側の端面は、インサイドマイクロメータ30の測定子端部37と当接している。胴体部42のインサイドマイクロメータ30の側の外周面には、雄ねじ部44が設けられている。
The end face of the
当接部43は、胴体部42の側に設けられた根元部43aと、その根元部43aよりもシールフィン15の側(固定部50の側とは反対側)に設けられた当接端部43bと、を有している。当接端部43bは、後述するY方向で見たときに台形状に形成されており、後述するシールフィン15の内側寸法測定時に、シールフィン15の先端15aと当接する平坦な当接面43cを含んでいる。本実施の形態では、図4に示すように、Y方向で見たときの当接面43cに沿う方向(X方向およびY方向に直交するZ方向、第2方向)において、当接面43cの長さd1が、根元部43aの長さd2よりも短くなっている(図9参照)。
The
また、図3に示すように、Y方向(第1方向)において、当接部43の当接面43cの両側に一対の規制部46が設けられている。言い換えると、Y方向は、X方向に直交する方向であって、当接部43に対して両側に一対の規制部46が設けられた方向として定義される。この一対の規制部46によって、スリット状に形成された溝47が画定されている。この一対の規制部46は、後述するシールフィン15の内側寸法測定時に、シールフィン15の先端15aが溝47に挿入されて、測定部41がシールフィン15に対してY方向に移動することを規制する。
Further, as shown in FIG. 3, a pair of restricting
固定部50は、円筒状に形成された円筒構造部51と、円筒構造部51の内面に設けられた第1の雌ねじ部52および第2の雌ねじ部53と、を有している。円筒構造部51のインサイドマイクロメータ30の側の端面は、インサイドマイクロメータ30の測定子34の端面と当接している。第1の雌ねじ部52は、インサイドマイクロメータ30の側に形成されており、インサイドマイクロメータ30の測定子34に形成された雄ねじ部35と螺合している。第2の雌ねじ部53は、測定部41の側に形成されており、測定部41の胴体部42に形成された雄ねじ部44と螺合している。第1の雌ねじ部52および第2の雌ねじ部53は、図3および図4に示すように、連続して形成されていてもよい。
The fixing
また、固定部50は、図3に示すように、円筒構造部51の外面に設けられたねじ孔54と、ねじ孔54に螺合したロックボルト55(ロックビス)と、を含んでいる。ねじ孔54は、円筒構造部51の外面から内面まで貫通しており、外面から第2の雌ねじ部53まで半径方向に延びている。ロックボルト55は、固定部50の第2の雌ねじ部53と螺合した測定部41の雄ねじ部44を締め付けて押圧している。このため、測定部41は、固定部50およびインサイドマイクロメータ30に対してしっかりと固定されている。
In addition, as shown in FIG. 3 , the fixed
また、ロックボルト55を緩めて取り外し、第2の雌ねじ部53と測定部41の雄ねじ部44との螺合状態を解除することで、測定部41を固定部50から取り外すことができる。また、第1の雌ねじ部52と測定子34の雄ねじ部35との螺合状態を解除することで、固定部50をインサイドマイクロメータ30の測定子34から取り外すことができる。このように、測定部41および固定部50は、インサイドマイクロメータ30に対して着脱可能に構成されている。
Further, the
次に、このような構成からなる本実施の形態の作用効果について説明する。ここでは、図6~図9を用いて、シールフィン15の先端15aと回転体18との間の間隙寸法を見積もる間隙寸法の見積方法について説明する。ここで、見積もりの対象となる間隙寸法は、図6に示すように、鉛直方向におけるシールフィン15の先端15aと回転体18との間の間隙寸法Cである。本実施の形態による間隙寸法Cの見積方法では、まず、図6に示す水平方向におけるシールフィン15の先端15aと回転体18との間の間隙寸法A、Bの測定値と、水平方向におけるシールフィン15の内径Hの測定値とから回転体18の半径Rを算出し、その後、算出された半径Rと、鉛直方向におけるシールフィン15の半径Vの測定値とから、間隙寸法Cを求める。以下に、間隙寸法Cの見積方法についてより詳細に説明する。
Next, the effect of this embodiment which consists of such a structure is demonstrated. Here, a method for estimating the gap dimension between the
まず、図6に示すように、蒸気タービン1から静止体17の上半部分が取り外される。そして、この状態において、水平方向におけるシールフィン15の先端15aと回転体18との間の間隙寸法A、Bを測定する。これらの間隙寸法A、Bは、それぞれ任意の測定方法により測定することができる。
First, as shown in FIG. 6 , the upper half portion of the
次に、図7に示すように、回転体18が取り外される。そして、本実施の形態による回転機器の静止体寸法測定方法を用いて、水平方向におけるシールフィン15の内径H、および鉛直方向におけるシールフィン15の半径Vが測定される。
Next, as shown in FIG. 7, the
回転機器の静止体寸法測定方法は、測定装置20を準備する準備工程と、測定装置20によりシールフィン15の内径H(内側寸法の一例)を測定する第1測定工程と、測定装置20によりシールフィン15の半径V(内側寸法の他の一例)を測定する第2測定工程と、当接面43cとシールフィン15の先端15aとの間の間隙寸法D(図9参照)を算出する算出工程と、測定装置20の測定値を補正する補正工程と、を備えている。
A method for measuring the dimensions of a stationary body of a rotating device includes a preparation step of preparing the measuring
まず、準備工程として、上述したインサイドマイクロメータ30および測定用治具40を有する測定装置20を準備する。ここで、準備工程は、ロッド32をインサイドマイクロメータ30の測定ヘッド31に取り付けるロッド取付工程と、測定用治具40をインサイドマイクロメータ30の測定子34に取り付ける治具取付工程と、を有している。
First, as a preparatory step, the measuring
ロッド取付工程において、用意された複数のロッド32のうちシールフィン15の内径Hの測定に適した長さのロッド32(またはその組み合わせ)が選定され、測定ヘッド31に取り付けられる。ここで、シールフィン15の内径Hが、測定装置20の測定可能な長さの範囲内に収まるようなロッド32が選定される。
In the rod attaching step, a rod 32 (or a combination thereof) having a length suitable for measuring the inner diameter H of the
ロッド取付工程の後、治具取付工程において、測定用治具40の測定部41がインサイドマイクロメータ30の測定子34に取り付けられる。より具体的には、図3および図4に示すように、固定部50の第1の雌ねじ部52を、測定子34の雄ねじ部35と螺合させ、円筒構造部51を測定子34の端面に当接させる。また、固定部50の第2の雌ねじ部53を、測定部41の雄ねじ部44と螺合させ、胴体部42の端面を測定子端部37に当接させる。次に、ロックボルト55をねじ孔54に螺合させ、ロックボルト55により測定部41の雄ねじ部44を締め付けて押圧させる。
After the rod attaching process, the measuring
このようにして、図2に示すような測定装置20が得られる。なお、治具取付工程は、ロッド取付工程の前に行うようにしてもよい。
Thus, a measuring
準備工程の後、第1測定工程として、図6に示すような、水平方向におけるシールフィン15の内径Hを測定する。
After the preparation process, as a first measurement process, the inner diameter H of the
第1測定工程において、まず、図7に示すように、測定装置20の測定部41の溝47に、径方向一側(図7の右側端部)に位置するシールフィン15の先端15aが挿入されるように、測定装置20を移動させる。そして、当接部43の当接面43cを、シールフィン15の先端15aと当接させる。言い換えると、シールフィン15の下半部分が有する一対の上端部のうちの一方に、当接面43cを当接させる。ここで、図3に示すように、当接面43cと当接するシールフィン15の先端15aの両側には、一対の規制部46が位置している。これにより、測定部41がシールフィン15に対してY方向に移動することが規制され、測定部41がシールフィン15の先端15aからずれることが防止される。
In the first measurement step, first, as shown in FIG. 7, the
続いて、測定装置20の測定子33の測定子端部36を、径方向他側(図7の左側端部)に位置するシールフィン15の先端15aと当接させる。言い換えると、シールフィン15の下半部分が有する一対の上端部のうちの他方に、測定子端部36を当接させる。ここで、測定装置20は、図7に示すように、その軸方向が水平になるような姿勢となる。
Subsequently, the
この際、インサイドマイクロメータ30のシンブル31bを回転させて、測定装置20の長さを調節する。すなわち、測定装置20の長さをシールフィンの内径Hよりも小さくした状態で、測定装置20の一端側の当接面43cを径方向一側のシールフィン15の先端15aと当接させてから、測定装置20の長さを伸ばして、測定装置20の他端側の測定子端部36を径方向他側のシールフィン15の先端15aと当接させる。
At this time, the length of the measuring
そして、この状態において、スリーブ31aの第1目盛およびシンブル31bの第2目盛の値を読み取って、測定装置20の測定値を得る。
In this state, the values of the first scale of the
このようにして、シールフィン15の内径Hの補正前の測定値を得ることができる。
In this manner, a measured value of the inner diameter H of the
第1測定工程の後、第2測定工程として、図6に示すような、鉛直方向におけるシールフィン15の半径Vを測定する。なお、ここで、シールフィン15の半径Vとは、シールフィン15の下半部分の鉛直方向における内径でもある。
After the first measurement step, as a second measurement step, the radius V of the
第2測定工程において、まず、定盤60を用意し、図8に示すように、定盤60を静止体17の下半部分の一対の上端部に載置する。ここで、定盤60は、測定許容精度を満たすような平面度を有するものを用意してもよい。また、ここで、測定装置20のロッド32は、シールフィン15の半径Vが、測定装置20の測定可能な長さの範囲内に収まるようなロッド32に交換されてもよい。
In the second measurement step, first, a
次に、図8に示すように、測定装置20の測定部41の溝47に、上下方向における下端部に位置するシールフィン15の先端15aが挿入されるように、測定装置20を移動させる。そして、当接部43の当接面43cを、シールフィン15の先端15aと当接させる。ここで、図3に示すように、当接面43cと当接するシールフィン15の先端15aの両側には、一対の規制部46が位置している。これにより、測定部41がシールフィン15に対してY方向に移動することが規制され、測定部41がシールフィン15の先端15aからずれることが防止される。
Next, as shown in FIG. 8, the measuring
続いて、測定装置20の測定子33の測定子端部36を、定盤60の下面と当接させる。ここで、測定装置20は、図8に示すように、その軸方向が定盤60の下面に垂直な(鉛直方向に沿うような)姿勢となる。このため、測定子端部36は、回転体18の軸方向で見たときの回転体18の軸中心点Oに位置付けられる。
Subsequently, the
この際、インサイドマイクロメータ30のシンブル31bを回転させて、測定装置20の長さを調節する。すなわち、測定装置20の長さをシールフィンの半径Vよりも小さくした状態で、測定装置20の一端側の当接面43cを径方向下端部のシールフィン15の先端15aと当接させてから、測定装置20の長さを伸ばして、測定装置20の他端側の測定子端部36を定盤60の下面と当接させる。
At this time, the length of the measuring
そして、この状態において、スリーブ31aの第1目盛およびシンブル31bの第2目盛の値を読み取って、測定装置20の測定値を得る。
In this state, the values of the first scale of the
このようにして、シールフィン15の半径Vの補正前の測定値を得ることができる。
In this way, the uncorrected measured value of the radius V of the
第2測定工程の後、算出工程として、当接面43cとシールフィン15の先端15aとの間の間隙寸法Dを算出する。図9に示すように、測定装置20の当接部43の当接面43cをシールフィン15の先端15aと当接させた状態において、当接面43cとシールフィン15の先端15aとの間に微小な先端間隙が形成される。具体的には、Y方向(回転体18の軸方向)で見たときのX方向(回転体18の径方向)において、当接面43cの中点Mとシールフィン15の先端15aとの間に、間隙寸法Dの先端間隙が形成される。この先端間隙は、シールフィン15の内側寸法測定時の測定誤差となり得る。算出工程では、この先端間隙の間隙寸法Dを算出する。この間隙寸法Dは、例えばシールフィン15の半径の設計寸法とZ方向における当接面43cの長さd1の設計寸法との幾何学的関係から算出することができる。
After the second measurement process, as a calculation process, the gap dimension D between the
算出工程の後、補正工程として、測定装置20の測定値を補正する。より具体的には、第1測定工程で測定装置20により測定されたシールフィン15の内径Hの測定値に、間隙寸法Dを加算する。また、第2測定工程で測定装置20により測定されたシールフィン15の半径Vの測定値に、間隙寸法Dを加算する。これにより、当接面43cとシールフィン15の先端15aとの間の先端間隙に起因した測定誤差を低減することができる。
After the calculation process, the measurement value of the measuring
このようにして、本実施の形態による回転機器の静止体寸法測定方法を用いて、図6に示すような、水平方向におけるシールフィン15の内径Hの測定値、および鉛直方向におけるシールフィン15の半径Vの測定値が得られる。
In this way, using the stationary body dimension measuring method for a rotating device according to the present embodiment, the measured value of the inner diameter H of the
次に、このようにして得られた、間隙寸法A、B、水平方向におけるシールフィン15の内径H、および鉛直方向におけるシールフィン15の半径Vから、鉛直方向におけるシールフィン15の先端15aと回転体18との間の間隙寸法Cを見積もる方法について、図6を参照して説明する。
Next, from the gap dimensions A and B, the inner diameter H of the
図6に示すような回転体18の半径Rと、上述した間隙寸法A、Bおよびシールフィン15の内径Hとの間には、幾何学的に以下の関係式(1)が成り立つ。
2R=H-(A+B) (1)
The following relational expression (1) geometrically holds between the radius R of the
2R=H-(A+B) (1)
この関係式(1)に、間隙寸法A、Bおよびシールフィン15の内径Hがそれぞれ代入され、回転体18の半径Rが算出される。
The gap dimensions A and B and the inner diameter H of the
また、間隙寸法Cと、シールフィン15の半径Vおよび回転体18の半径Rとの間には、幾何学的に以下の関係式(2)が成り立つ。
C=V-R (2)
Moreover, the following relational expression (2) geometrically holds between the gap dimension C, the radius V of the
C=VR (2)
従って、この関係式(2)に、シールフィン15の半径Vと、関係式(1)により算出された回転体18の半径Rがそれぞれ代入され、間隙寸法Cが求められる。
Therefore, the radius V of the
このようにして、鉛直方向におけるシールフィン15の先端15aと回転体18との間の間隙寸法Cを見積もることができる。
In this way, the gap dimension C between the
なお、シールフィン15の内径Hの測定およびシールフィン15の半径Vの測定が終了した後、測定装置20は、シールフィン15から取り外される。そして、測定用治具40は、インサイドマイクロメータ30から取り外されてもよい。この場合、まず、ロックボルト55を緩めて取り外し、第2の雌ねじ部53と測定部41の雄ねじ部44との螺合状態を解除することで、測定部41が固定部50から取り外される。また、第1の雌ねじ部52と測定子34の雄ねじ部35との螺合状態を解除することで、固定部50がインサイドマイクロメータ30の測定子34から取り外される。このようにして、測定部41および固定部50を含む測定用治具40がインサイドマイクロメータ30から取り外される。これにより、測定子34の測定子端部37を測定対象物に直接的に当接させて測定を行うことができる。また、測定子34に、シールフィン15以外の測定対象物に適した測定用治具を取り付けて、当該測定対象物の寸法測定を行うこともできる。すなわち、インサイドマイクロメータ30を、シールフィン15の内側寸法測定以外の用途で使用することができる。
After the measurement of the inner diameter H of the
このように本実施の形態によれば、測定部41をインサイドマイクロメータ30の測定子34に着脱可能に固定する固定部50を備えている。このことにより、インサイドマイクロメータ30の測定子34に切り込みを入れるなどの加工を不要としつつ、シールフィン15の内側寸法測定時に測定装置20の先端をシールフィン15に対してしっかりと固定することができる。このため、シールフィン15の内側寸法測定時の測定誤差を低減することができるとともに、その内側寸法測定に使用したインサイドマイクロメータ30を、シールフィン15の内側寸法測定以外の用途に使用することができる。
As described above, according to the present embodiment, the fixing
また、本実施の形態によれば、固定部50は、インサイドマイクロメータ30の測定子34に設けられた雄ねじ部35と螺合する第1の雌ねじ部52を有している。このため、固定部50をインサイドマイクロメータ30の測定子34に容易に着脱することができる。
Further, according to the present embodiment, the fixed
また、本実施の形態によれば、固定部50は、測定部41の雄ねじ部44と螺合した第2の雌ねじ部53を有している。このため、測定部41を固定部50に容易に着脱することができ、測定部41の交換等を容易に行うことができる。
Moreover, according to the present embodiment, the fixing
また、本実施の形態によれば、第1の雌ねじ部52および第2の雌ねじ部53は、連続して形成されている。このことにより、第1の雌ねじ部52および第2の雌ねじ部53の加工を容易化させることができ、固定部50の製造コストを低減することができる。
Moreover, according to this embodiment, the first female threaded
また、本実施の形態によれば、ロックボルト55が、固定部50のねじ孔54に螺合し、測定部41の雄ねじ部44を押圧している。このことにより、測定部41を、固定部50およびインサイドマイクロメータ30に対してしっかりと固定することができる。このため、シールフィン15の内側寸法測定時に測定部41がインサイドマイクロメータ30に対して位置ずれすることを防止し、測定誤差を低減することができる。
Moreover, according to the present embodiment, the
また、本実施の形態によれば、Z方向において、当接面43cの長さd1が、根元部43aの長さd2よりも短くなっている(図9参照)。このことにより、当接面43cとシールフィン15の先端15aとの間の間隙寸法Dを、例えば後述する図10に示す第1の変形例のような、Z方向において、当接面43cの長さが、根元部43aの長さとほぼ同じ長さd3の場合の当接面43cとシールフィン15の先端15aとの間の間隙寸法Eよりも小さくすることができる。このため、当接面43cとシールフィン15の先端15aとの間の先端間隙に起因した測定誤差を低減することができる。
Further, according to the present embodiment, the length d1 of the
また、本実施の形態によれば、測定装置20により測定された測定値に、当接面43cとシールフィン15の先端15aとの間の間隙寸法Dを加算して、測定値を補正している。このことにより、当接面43cとシールフィン15の先端15aとの間の先端間隙に起因した測定誤差を低減することができる。また、上述したように、Z方向において、当接面43cの長さd1を、根元部43aの長さd2よりも短くすることにより、この測定値の補正量(間隙寸法)を小さくすることができる。補正量は、上述したように設計寸法から算出する値であるため、実際の寸法との間に誤差が生じ得るが、補正量を小さくすることにより、補正の精度を向上させることができる。このように、Z方向において、当接面43cの長さd1を、根元部43aの長さd2よりも短くすることと、上述した間隙寸法Dを加算して測定値を補正することとを組み合わせることにより、当接面43cとシールフィン15の先端15aとの間の先端間隙に起因した測定誤差をより一層低減することができる。
Further, according to the present embodiment, the measurement value measured by the measuring
(第1の変形例)
上述した本実施の形態において、Z方向において、当接面43cの長さd1が、根元部43aの長さd2よりも短くなっている例を示した(図9参照)。しかしながら、このことに限られることはなく、図10に示したように、Z方向において、当接面43cの長さが、根元部43aの長さとほぼ同じ長さd3であってもよい。
(First modification)
In the present embodiment described above, an example in which the length d1 of the
このように、Z方向において、当接面43cの長さを、根元部43aの長さとほぼ同じ長さd3にすることにより、当接部43の加工を容易化させることができ、測定部41の製造コストを低減することができる。
Thus, by setting the length of the
(第2の変形例)
また、上述した本実施の形態において、固定部50のねじ孔54に螺合したロックボルト55が、測定部41の雄ねじ部44を締め付けて押圧することにより、測定部41を固定部50に対して固定する例を示した。しかしながら、このことに限られることはなく、図11に示すように、固定部50は、ロックナット56を固定部50に締め付けることにより測定部41を固定部50に対して固定してもよい。
(Second modification)
Further, in the present embodiment described above, the
図11に示す例では、測定部41の雄ねじ部44は、測定部41の胴体部42の外周面全体に渡って形成されている。この雄ねじ部44は、固定部50の第2の雌ねじ部53と螺合している。ロックナット56は、その固定部50よりもシールフィン15の側で雄ねじ部44と螺合している。そして、ロックナット56は、固定部50の端面と当接し、固定部50に締め付けられている。
In the example shown in FIG. 11 , the male threaded
このように、ロックナット56が、測定部41の雄ねじ部44と螺合し、固定部50に締め付けられていることにより、測定部41を、固定部50およびインサイドマイクロメータ30に対してしっかりと固定することができる。また、ロックナット56は、ロックボルトよりも大きな部品で構成することができるため、締め付け力を強めて、より一層しっかりと固定することができる。
In this manner, the
(第3の変形例)
また、上述した本実施の形態において、測定部41は、雄ねじ部44が固定部50の第2の雌ねじ部53と螺合することにより、固定部50に取り付けられている例を示した。しかしながら、このことに限られることはなく、図12に示すように、測定部41および固定部50が、一体に形成されていてもよい。すなわち、測定部41の胴体部42および固定部50の円筒構造部51が、一体となって胴体構造部57を構成していてもよい。胴体構造部57は、インサイドマイクロメータ30の側に形成されたねじ孔部58を有しており、その内面に、インサイドマイクロメータ30の測定子34と螺合する第1の雌ねじ部52が形成されていてもよい。
(Third modification)
Moreover, in the present embodiment described above, an example in which the measuring
このように、測定部41および固定部50が、一体に形成されていることにより、測定部41を固定部50に取り付けること、および測定部41を固定部50から取り外すことを不要にすることができ、測定部41をインサイドマイクロメータ30により一層容易に着脱することができる。
Since the measuring
(第4の変形例)
上述した本実施の形態において、当接部43は、シールフィン15の先端15aと当接する平坦な当接面43cを含んでいる例を示した。しかしながら、このことに限られることはなく、図13に示すように、当接部43は、シールフィン15に向かって先細状に形成されていてもよい。図13に示す例では、当接部43は、Y方向で見たときにシールフィン15の側に向かって尖った先端部43dを有している。先端部43dは、シールフィン15の内側寸法測定時に、Y方向で見たときにシールフィン15の先端15aと1点で当接している。このため、当接部43とシールフィン15の先端15aとの間に、先端間隙が形成されることを防止することができる、または形成される先端間隙の寸法を無視できる程度に小さくすることができる。
(Fourth modification)
In the above-described embodiment, the
このように、当接部43が、シールフィン15に向かって先細状に形成されていることにより、当接部43とシールフィン15との間の先端間隙をより一層小さくすることができる。このため、当接部43とシールフィン15の先端15aとの間の先端間隙に起因した測定誤差をより一層低減することができる。
Since the
(第5の変形例)
上述した本実施の形態において、インサイドマイクロメータ30に測定用治具40を取り付けた測定装置20により測定された測定値に、当接面43cとシールフィン15の先端15aとの間の間隙寸法Dを加算して、測定値を補正する例を示した。しかしながら、このことに限られることはない。例えば、図14に示すように、インサイドマイクロメータ30の測定子34にスリット状の切り込みが形成された測定装置20により測定された測定値についても同様に補正することで、当接面43cとシールフィン15の先端15aとの間の間隙寸法Dの測定誤差を低減することができる。
(Fifth Modification)
In the present embodiment described above, the measurement value measured by the measuring
図14に示す例では、インサイドマイクロメータ30の一端に設けられた測定子34は、測定部41を含んでおり、シールフィン15の先端15aと当接する当接部43を有している。すなわち、図14に示す例では、測定子34に、図3等に示した当接部43が一体に形成されている。
In the example shown in FIG. 14 , the
このようなインサイドマイクロメータ30の測定子34にスリット状の切り込みが形成された測定装置20を用いた場合も、図9および図10で説明したように、シールフィン15の内側寸法測定時に、当接面43cとシールフィン15の先端15aとの間に先端間隙が形成される。このため、このような測定装置20により測定された測定値に、当接面43cとシールフィン15の先端15aとの間の間隙寸法Dを加算して、測定値を補正することで、当接面43cとシールフィン15の先端15aとの間の先端間隙に起因した測定度差を低減することができる。すなわち、間隙寸法Dを加算するという補正により測定誤差を低減することができるという作用効果は、当接部43を有する測定部41が、インサイドマイクロメータ30の測定子34に着脱可能であることに依拠することなく、得ることができる。
Even when the measuring
また、図14に示す例において、当接端部43bは、図4および図9で示した例と同様に、Y方向で見たときに台形状に形成されていてもよく、Z方向において、当接面43cの長さが、当接端部43bよりもシールフィン15の側とは反対側の測定子34(測定部41)の部分の長さよりも短くなっていてもよい。このような構成にすることで、当接面43cとシールフィン15の先端15aとの間の間隙寸法を小さくすることができる。このため、当接面43cとシールフィン15の先端15aとの間の先端間隙に起因した測定誤差を低減することができる。また、上述したように、Z方向において、当接面43cの長さを短くすることと、上述した間隙寸法を加算して測定値を補正することとを組み合わせることにより、当接面43cとシールフィン15の先端15aとの間の先端間隙に起因した測定誤差をより一層低減することができる。
Further, in the example shown in FIG. 14, the
以上述べた本実施の形態によれば、シールフィンの内側寸法測定時の測定誤差を低減することができる。 According to the present embodiment described above, it is possible to reduce the measurement error when measuring the inner dimension of the seal fin.
以上、本発明のいくつかの実施の形態を説明したが、これらの実施の形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施の形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described above, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be embodied in various other forms, and various omissions, replacements, and modifications can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the scope of the invention described in the claims and equivalents thereof.
1:蒸気タービン、15:シールフィン、17:静止体、18:回転体、20:測定装置、30:インサイドマイクロメータ、33、34:測定子、35:雄ねじ部、40:測定用治具、41:測定部、43:当接部、43a:根元部、43c:当接面、44:雄ねじ部、46:規制部、50:固定部、52:第1の雌ねじ部、53:第2の雌ねじ部、54:ねじ孔、55:ロックボルト、56:ロックナット 1: Steam turbine, 15: Seal fin, 17: Stationary body, 18: Rotating body, 20: Measuring device, 30: Inside micrometer, 33, 34: Probe, 35: Male screw part, 40: Measuring jig, 41: Measuring portion, 43: Contact portion, 43a: Root portion, 43c: Contact surface, 44: Male screw portion, 46: Regulating portion, 50: Fixed portion, 52: First female screw portion, 53: Second Female screw part, 54: screw hole, 55: lock bolt, 56: lock nut
Claims (12)
前記シールフィンの先端と当接する当接部と、第1方向において前記当接部の両側に設けられ、前記シールフィンに対する前記第1方向への移動を規制する一対の規制部と、を有する測定部と、
前記測定部を前記インサイドマイクロメータの前記測定子に着脱可能に固定する固定部と、を備える、回転機器の静止体寸法測定用治具。 A rotating device having a rotating body and a stationary body provided around the rotating body and having seal fins provided on the inner surface of the rotating device. A jig for measuring the dimensions of a stationary body of a rotating device to be mounted,
A measurement comprising: a contact portion that contacts the tip of the seal fin; and a pair of restriction portions that are provided on both sides of the contact portion in a first direction and restrict movement of the seal fin in the first direction. Department and
A fixture for measuring the dimensions of a stationary body of a rotating device, comprising: a fixing section that detachably fixes the measuring section to the probe of the inside micrometer.
前記固定部は、前記測定部の前記雄ねじ部と螺合した第2の雌ねじ部を有する、請求項2に記載の回転機器の静止体寸法測定用治具。 The measuring section has a male threaded section,
3. The jig for measuring the dimensions of a stationary body of a rotating device according to claim 2, wherein said fixing portion has a second female threaded portion screwed with said male threaded portion of said measuring portion.
前記当接部は、前記胴体部の側に設けられた根元部と、前記根元部よりも前記固定部の側とは反対側に設けられた、前記シールフィンの先端と当接する平坦な当接面と、を含み、
前記第1方向で見たときの前記当接面に沿う第2方向において、前記当接面の長さが、前記根元部の長さよりも短い、請求項1から6のいずれか一項に記載の回転機器の静止体寸法測定用治具。 The measurement unit further has a body portion provided closer to the fixed portion than the contact portion,
The contact portion includes a root portion provided on the side of the body portion, and a flat contact portion that contacts the tip of the seal fin provided on the opposite side of the base portion to the side of the fixing portion. including a surface and
7. The length of the contact surface in a second direction along the contact surface when viewed in the first direction is shorter than the length of the root portion according to any one of claims 1 to 6. Jig for measuring stationary body dimensions of rotating equipment.
インサイドマイクロメータと、前記インサイドマイクロメータの一端に設けられた測定部であって、前記シールフィンの先端と当接する平坦な当接面を含む当接部と、第1方向において前記当接部の両側に設けられ、前記シールフィンに対する前記第1方向への移動を規制する一対の規制部と、を有する測定部と、を備えた測定装置を準備する準備工程と、
前記測定装置により前記シールフィンの内側寸法を測定する測定工程と、
前記第1方向で見たときの前記当接面の中点と前記シールフィンの先端との間の間隙寸法であって、前記当接面に沿う第2方向に直交する第3方向における前記間隙寸法を算出する算出工程と、
前記測定工程で測定された前記内側寸法の測定値に、前記間隙寸法を加算して、前記測定値を補正する補正工程と、を備える、回転機器の静止体寸法測定方法。 A method for measuring the dimensions of a stationary body of a rotating device, comprising: a rotating body; and a stationary body provided around the rotating body and having seal fins provided on the inner surface of the rotating device. There is
an inside micrometer; a measuring portion provided at one end of the inside micrometer, the contact portion including a flat contact surface that contacts the tip of the seal fin; a preparation step of preparing a measuring device including a measuring unit having a pair of restricting portions provided on both sides for restricting movement in the first direction with respect to the seal fin;
a measuring step of measuring the inner dimension of the seal fin with the measuring device;
A gap dimension between a midpoint of the contact surface and a tip of the seal fin when viewed in the first direction, the gap in a third direction orthogonal to a second direction along the contact surface. a calculation step of calculating dimensions;
and a correcting step of adding the gap dimension to the measured value of the inner dimension measured in the measuring step to correct the measured value.
前記取付工程において、前記測定部が前記インサイドマイクロメータの前記測定子に着脱可能に固定される、請求項10に記載の回転機器の静止体寸法測定方法。 The preparing step includes an attaching step of attaching the measuring unit to a probe provided at the one end of the inside micrometer,
11. The stationary body dimension measuring method for a rotating device according to claim 10, wherein in said attaching step, said measuring unit is detachably fixed to said probe of said inside micrometer.
前記当接部は、前記当接面よりも前記胴体部の側に設けられた根元部を更に含み、
前記第2方向において、前記当接面の長さが、前記根元部の長さよりも短い、請求項11に記載の回転機器の静止体寸法測定方法。 The measurement unit further has a body portion provided closer to the inside micrometer than the contact portion,
The contact portion further includes a root portion provided closer to the body portion than the contact surface,
12. The stationary body dimension measuring method for rotating equipment according to claim 11, wherein the length of the contact surface is shorter than the length of the root portion in the second direction.
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